Фамилия Каражанова — женская форма, а её основа — мужская фамилия Каражан. Строение фамилии сразу бросается в глаза: в ней слышен тюркский корень «кара» (чёрный) и суффикс, типичный для русских фамилий. Но на этом простота кончается.

Модель образования здесь гибридная. Основа «Каражан» — скорее всего, составное тюркское имя или прозвище. Первая часть, «кара», в тюркских языках означает не только цвет, но и «сильный», «великий», «простой народ» в зависимости от контекста. Вторая часть, «жан» (от персидского «джан» — душа, жизнь), широко распространена в казахских, киргизских, узбекских именах. Таким образом, «Каражан» можно перевести как «чёрная душа» (в значении «загадочная», «мрачная») или, что правдоподобнее, как «великая душа» — имя-пожелание, дававшееся ребёнку, чтобы он вырос сильным духом. Встречается и вариант, где «кара» — указание на смуглую внешность.

Русский суффикс -ов- присоединили к этой основе уже в процессе адаптации фамилии в русскоязычной среде, вероятно, в XIX–XX веках, когда фиксировались фамилии у тюркских народов, входивших в состав Российской империи. Фамилия Каражанова — не древняя дворянская, а поздняя, «канцелярская» по происхождению: её дали по отцу (Каражану) при записи в метрические книги или переписи населения.

Географически фамилия тяготеет к Казахстану и приграничным регионам России (Оренбургская, Астраханская области), а также к Средней Азии. Встречаемость невысокая, что говорит о локальном распространении. Однокоренные фамилии — Каражанов, Каражан, реже Каражановский (с польским оттенком).

Социальная история: предки носительницы фамилии, скорее всего, были казахами или представителями других тюркских народов, получившими фамилию по имени отца. Никакой связи с древними боярскими родами или крестьянскими прозвищами из центральной России здесь нет — это пример того, как русская фамильная модель наложилась на тюркскую антропонимику.